CN101277013B - 具有可动电极和断开装置解锁系统的电涌保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电涌保护装置，包括：具有可随着电压变化的非线性元件的电涌限制器，以及具有布置成与电涌限制器(2)电性串联的电触头(4、6)的断开装置(3)，并且包括用于开启电触头(4、6)的致动机构(7)。所述保护装置包括第一和第二连接垫。该电涌限制器(2)借助至少一个熔断片(8、9)电性连接至连接垫(41、51)其中之一。在所述至少一个熔断片熔化的情况下，驱动装置(10)施加使电涌限制器(2)移动的移位力(Fd)，所述限制器的移动直接作用在致动机构(7)上，使得触头(4、6)连续打开。

Description

具有可动电极和断开装置解锁系统的电涌保护装置

技术领域

本发明涉及一种具有电涌限制器和断开装置的电涌保护装置，该电涌限制器具有可随着电压变化的非线性元件，该断开装置具有与电涌限制器电性串联布置的电触头。该断开装置包括打开电触头的致动机构。该保护装置还包括第一和第二连接垫。

背景技术

公知的电涌保护装置包括具有可随着电压变化的非线性元件的电涌限制器和具有由致动机构致动的触头的断开装置。该电涌限制器和断开装置串联连接。

如文件EP0441722B1所述，具有触头的断开装置可位于断开位置和连接位置，这些位置分别对应于触头的开启位置和闭合位置。断开电路与致动机构协同操作从而将断开装置的触头移动至开启位置，尤其是当所述非线性元件使用寿命到期时电涌限制器被破坏的情况。

如文件EP1607995所述，尤其包括可变电阻器的电涌限制器连接至热熔丝，从而在出现操作故障之后可变电阻器过热时使电路断开。可变电阻器的过热可由一次或多次的电击之后的泄漏电流造成。

通过包括诸如传送轴或连接杆的若干机械装置的动态控制系统使得热熔丝的熔化与通过致动机构打开触头的操作同步。使用这种动态控制系统会造成保护装置的制造复杂化的缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是改善现有技术的缺点，提出一种简化结构的电涌保护装置。

根据本发明的电涌保护装置包括：借助至少一个熔断片电性连接至连接垫其中之一的电涌限制器；在所述至少一个熔断片熔化的情况下，施加使电涌限制器移动的移位力的驱动装置；所述限制器的移动直接作用在致动机构上从而移动第三可动弧形切换电极并且使得触头连续打开。

在优选实施例中，所述电涌限制器通过在所述限制器过热的情况下熔化的第一熔断片电性连接至第二连接垫。

优选地，所述第一熔断片是低温焊点。

在一项具体实施例中，所述断开装置包括：-与第一连接垫电性连接的第一连接电极，与第二连接垫电性连接的第二连接电极，与第二连接垫电性连接的第三可动弧形切换电极。当能量高于断路阈值能的电流流过该保护装置时，致动机构使第三可动弧形切换电极移动以实现电触头的连续开启。该电涌限制器串联连接在第三可动弧形切换电极与第二连接垫之间，当电弧在第一连接电极与第二连接电极之间切换时该电涌限制器从该电路断开。

优选地，当能量低于断路阈值能的短路交流电流过后者时，该电涌限制器通过第二熔断片电性连接至第二连接垫，当电弧在第一连接电极与第二连接电极之间切换时，所述限制器和所述第二熔断片同时从该电路断开。

在一项具体实施例中，当电触头闭合时，所述第三可动弧形切换电极通过形成火花隙的绝缘部分连接至第一连接电极。

在一项具体实施例中，当所述电触头闭合时，所述第三可动弧形切换电极与第一连接电极接触。

优选地，电涌限制器包括可变电阻器。

优选地，该电涌限制器包括与火花隙串联连接的可变电阻器。

有利地，所述驱动装置包括弹簧。

在一项具体实施例中，高能断路器串联连接在第一连接电极与第一连接垫之间，所述高能断路器作用在致动机构上从而使得电触头连续开启。

优选地，当能量高于断路阈值能的电流流过致动机构时，高能断路器经校正作用在致动机构上。

有利地，高能断路器包括电磁断路装置。

有利地，高能断路器包括熔断元件。

附图说明

其他优势和特征将通过下述对本发明具体实施例的说明而变得清楚明了，下述实施例仅仅是非限制性的实例，其中附图如下：

图1和2示出根据本发明一项实施例的保护装置的分解透视图；

图3示出当保护装置处于使用位置时通过该保护装置的电流的路径；

图4示出用作根据图1至3的保护装置的电涌限制器的可变电阻器的详细透视图；

图5至7示出根据图1至3的保护装置处于不同的操作状态；

图8示出根据图5的可变电阻器的详细视图；

图9示出根据图6的可变电阻器的详细视图；

图10示出根据本发明不同实施例的保护装置的备选实施例的示意图；

图11和12示出根据本发明具体实施例的保护装置的示意图，分别处于使用位置和切换位置；

图13和14示出根据本发明不同实施例的保护装置的备选实施例。

具体实施方式

电涌保护装置1包括具有可随着电压变化的非线性元件的电涌限制器2和具有电触头4、6的断开装置3。电涌限制器2和断开装置3电性串联连接。

电涌限制器2优选地包括可变电阻器21。在本发明如图13和14所示的特定实施例中，火花隙22也可与可变电阻器21串联设置。

断开装置3包括与第一连接垫41电性连接的第一连接电极40和与第二连接垫51电性连接的第二连接电极50。

如果保护装置1连接在相位与中间位置之间，那么连接垫41、51设计成分别连接至相位和中间位置或者相反。

如果保护装置1连接在相位与地线之间，那么连接垫41、51设计成分别连接至相位和地线或者相反。

根据本发明图1至9所示的优选实施例，电涌限制器2与断开装置3通过至少一个熔断片8、9电性串联。驱动装置10将移位力Fd连续施加在电涌限制器2上。如果熔断片的至少一个损坏，那么电涌限制器2由于移位力Fd的作用进行移动。所述限制器的移动直接作用在断开装置3的致动机构7上，从而使得触头4、6连续打开。

如图1和2所示，驱动装置10优选地包括弹簧。该弹簧为盘簧，被压缩并且在可变电阻器21上直接施加移位力Fd。根据一项实施例，可变电阻器21借助两个连接端子22、24与断开装置3串联连接。

第一连接端子22通过柔性金属编织管23连接至断开装置3，第二连接端子24通过集成所述至少一个熔断片8、9的刚性销25连接至第二连接垫51。

如图4和9所示，刚性销25将可变电阻器21保持在第一位置。电触头4、6然后处于闭合位置。当熔断片的至少一个熔化时，刚性销25在移位力Fd的作用下断开并且释放可变电阻器21的移动。如图6所示，可变电阻器21移动从而直接作用在致动机构7上。实际上，如图6和7所示，可变电阻器21与致动机构7的断路杆71接触，该杆解锁从而将触头4、6放置在连续开启的位置。

对具有触头的断开装置进行校准，从而一方面使得10/350或8/20类型的闪电波电流流过而不用致动该致动机构7，另一方面致动该致动机构7并且使得触头4、6连续打开从而使交流电流短路。

对公知的保护装置进行校准实际上是使得断开装置3的致动机构7在存在10/350或8/20类型的闪电波电流的情况下保持闩锁。通常，不希望每次闪电波电流流过触头时断开装置3的致动机构7解锁并且使触头4、6连续开启。

断路阈值直接取决于10/350或8/20类型的闪电波电流，在存在该闪电波电流的情况下，断开装置3的触头4、6的开启是不希望的。

短路交流电的电能大于断路阈值能可使得断开装置触头开启。

对于能量低于断路阈值能的10/350或8/20类型的闪电波电流，保护装置是有效的并且使得闪电波电流在其能量不会造成物质损害的情况下进行流动。而且，能量低于“断路阈值能量”的10/350或8/20闪电波电流不会使断开装置的致动机构解锁从而打开这些触头。

这些触头一般可在闪电冲程下打开(排斥)和关闭而不解锁该致动机构。在保护装置的操作期间，触头的这些排斥(打开)之后所述触头可自动重新关闭。那么触头的“连续打开”就意味着通过致动机构打开。触头的重新关闭仅可通过用户的专门的外部操作来实现。

根据图5至7所示的第二优选地实施例，断开装置3还包括电性连接至第二连接垫51的第三可动弧形切换电极60。根据该实施例，当能量高于断路阈值能的电流流过保护装置1时，致动机构7移动第三可动弧形切换电极60以连续打开电触头4、6。

当电触头4、6关闭时，第三可动弧形切换电极60与第一连接电极40接触。

电涌限制器2然后在第三可动弧形切换电极60与第二连接垫51之间串联连接。根据图10至12所示的实施例，第三电极的移动使得触头4、6连续打开。第三可动弧形切换电极60从使用位置移动至所谓的切换位置。

当10/350或8/20类型的闪电波电流流过保护装置时，电弧100在第一连接电极40与第二连接电极50之间快速切换。电涌限制器从电路断开并且闪电波不会流过。

保护装置包括电弧隔板101。第一连接电极40和第二连接电极50布置成面对电弧隔板101并且限定所述电弧隔板101打开的轮廓。所述电弧隔板101包括设计成冷却电弧100以及消除该电弧的去离子翼片102。

根据本发明的一项实施例，电涌限制器2可通过两个熔断片8、9电性连接至第二连接垫51。

第一熔断片8在电涌限制器2尤其是可变电阻器21过热的情况下熔化。根据图7至9所示的实施例，将可变电阻器连接至第二连接垫51的刚性销通过低温焊点焊接至可变电阻器21的第二连接端子24。该焊点在可变电阻器过热时熔化。

第二熔断片9作为相应于弱短路交流电的断路器。当能量大于断路阈值能的短路交流电流过后者时，该第二熔断片实际上熔化。根据图4和9所示的实施例，刚性销25将可变电阻器21连接至第二连接垫51，然后包括校准为当能量低于断路阈值能的短路电流流过所述销时熔化的部分。

根据图10至12所示的优选地实施例，当电弧100在第一连接电极40与第二连接电极50之间切换时，电涌限制器2和第二熔断片9从电路同时断开。

如果将可变电阻器21放置在卡盒或者与可变电阻器21形成单一块的可动壳体中，那么本发明上述实施例的操作保持不变。然后，将移位力Fd施加至卡盒或者可动壳体，而不直接施加至可变电阻器。而且，卡盒或可动壳体可直接作用在致动机构7的断路杆71上。

根据图14所示的本发明的不同实施例的第一备选版本中，当电触头4、6闭合时，第三可动弧形切换电极60通过绝缘部分连接至第一连接电极40。该绝缘部分形成火花隙22，该火花隙的位置与电涌限制器2的可变电阻器21电性串联。

根据图13所示的本发明的不同实施例的第二备选版本，将高能断路器11串联连接在第一连接电极40与第一连接垫41之间。所述高能断路器作用在致动机构7上从而使得电触头4、6连续打开。当能量大于断路阈值能的电流流过后者时，高能断路器11经校准作用在致动机构7上。根据具体实施例，高能断路器11包括电磁断路装置或者熔断元件。

根据另一备选实施例，该断开装置包括重设装置72。重设装置72使得第三电极能够从所谓的切换位置移动至所谓的使用位置。换句话说，在所述触头的连续打开之后，触头4、6的关闭可借助重设装置72以机械方式实现。

Claims (14)

1.一种电涌保护装置(1)，包括：

-具有可随着电压变化的非线性元件的电涌限制器(2)，

-具有布置成与电涌限制器(2)电性串联的电触头(4、6)的断开装置(3)，并且包括用于开启电触头(4、6)的致动机构(7)，

-第一和第二连接垫(41、51)，当电涌保护装置连接在相位与中间位置之间时，第一和第二连接垫分别连接至相位和中间位置，而当电涌保护装置连接在相位与地线之间，第一和第二连接垫分别连接至相位和地线，

其特征在于，所述电涌限制器(2)借助至少一个熔断片(8、9)电性连接至连接垫(41、51)其中之一，在所述至少一个熔断片熔化的情况下，驱动装置(10)施加使电涌限制器(2)移动的移位力(Fd)，所述电涌限制器的移动直接作用在致动机构(7)上，使得电触头(4、6)连续打开。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电涌限制器(2)通过在所述电涌限制器过热的情况下熔化的第一熔断片(8)电性连接至第二连接垫(51)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一熔断片(8)是低温焊点。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述断开装置包括：

-与第一连接垫(41)电性连接的第一连接电极(40)，

-与第二连接垫(51)电性连接的第二连接电极(50)，

-与第二连接垫(51)电性连接的第三可动弧形切换电极(60)，

当能量高于断路阈值能的电流流过该保护装置时，致动机构(7)使第三可动弧形切换电极(60)移动以实现电触头(4、6)的连续开启，以及

该电涌限制器(2)串联连接在第三可动弧形切换电极(60)与第二连接垫(51)之间，当电弧(100)在第一连接电极(40)与第二连接电极(50)之间切换时该电涌限制器(2)从该电路断开。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该电涌限制器(2)通过第二熔断片(9)电性连接至第二连接垫(51)，其中，当能量高于断路阈值能的短路交流电流过第二熔断片时，第二熔断片熔化，当电弧(100)在第一连接电极(40)与第二连接电极(50)之间切换时，所述电涌限制器和所述第二熔断片同时从该电路断开。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，当电触头(4、6)闭合时，所述第三可动弧形切换电极(60)通过形成火花隙的绝缘部分连接至第一连接电极(40)。

7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，当所述电触头(4、6)闭合时，所述第三可动弧形切换电极(60)与第一连接电极(40)接触。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，电涌限制器(2)包括可变电阻器(21)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该电涌限制器(2)包括与火花隙(22)串联连接的可变电阻器(21)。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动装置(10)包括弹簧。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，高能断路器(11)串联连接在第一连接电极(40)与第一连接垫(41)之间，所述高能断路器作用在致动机构(7)上从而使得电触头(4、6)连续开启。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当能量高于断路阈值能的电流流过致动机构时，高能断路器(11)经校正作用在致动机构(7)上。

13.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，高能断路器(11)包括电磁断路装置。

14.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，高能断路器(11)包括熔断元件。

Images